大学物理教学同步习题册答案

免费学习资料及资源网木木家园（）大学生综合资料网-1-金属板第九章电磁场理论（一）电介质和导体学号姓名专业、班级课程班序号一选择题[C]1.如图所示，一封闭的导体壳A内有两个导体B和C。A、C不带电，B带正电，则A、B、C三导体的电势UA、UB、UC的大小关系是(A)CABUUU(B)CABUUU(C)UUUACB(D)CABUUU[D]2.一个未带电的空腔导体球壳内半径为R。在腔内离球心的距离为d处(dR)固定一电量为＋q的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O处的电势为(A)0(B)dq04(C)Rq04(D))11(40Rdq[D]3.把A、B两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示，设无限远处为电势零点，A的电势为UA，B的电势为UB，则(A)0UUAB(B)0UUAB(C)ABUU(D)ABUU[A]4.将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对电容器储能的影响为：(A)储能减少，但与金属板位置无关(B)储能减少，但与金属板位置有关(C)储能增加，但与金属板位置无关(D)储能增加，但与金属板位置有关[C]5.C1和C2两空气电容器并联以后接电源充电，在电源保持联接的情况下，在C1中插入一电介质板，则(A)C1极板上电量增加，C2极板上电量减少(B)C1极板上电量减少，C2极板上电量增加(C)C1极板上电量增加，C2极板上电量不变(D)C1极板上电量减少，C2极板上电量不变二填空题1.一半径r1=5cm的金属球A，带电量为q1=2.0×10-8C;另一内半径为r2=10cm、外半径为r3=15cm的金属球壳B，带电量为q2=4.0×10-8C,两球同心放置，如图所示。若以无穷远处为电势零点，则A球电势UA＝5400V，B球电势UB＝3600V。2.已知一平行板电容器，极板面积为s，两板间隔为d，其中充满空气，当两极板上加电压U时，忽略边缘效应，两极板间的相互作用力F=2202dSU。3.一平行板电容器，上极板带正电，下极板带负电，其间充满相对电容率为r=2的各向同性的均匀电介质，如图所示。在图上大致画出电介质内任一点P处自由电荷产生的场强E0，束缚电荷产生的场强E'和总场强E。4.一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相对电容率为r，若极板上的自由电荷面密度为σ，则介质中电位移的大小D=，电场强度的大小E=rD0_。5.一个平行板电容器的电容值C=100pF，面积S=100cm2，两板间充以相对电容率为r=6的云母片，当把它接到50V的电源上时，云母中电场强度的大小E=31042.9V/m，金属板上的自由电荷电量q=_____9105C_________.6.在电容为C0的平行板空气电容器中，平行地插入一厚度为两极板距离一半的金属板，则电容器的电容C＝02C。7.两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电，在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差_增大____；电容器1极板上的电量增大____.1C2CABCABE0E’E免费学习资料及资源网木木家园（）大学生综合资料网-2-三计算题1.半径为a的两根平行长直导线相距为d(da)。(1)设两导线每单位长度上分别带电+λ和-λ，求导线间的电势差；(2)求此导线组每单位长度的电容。解（1）如图所示，P为两导线间的一点，P点场强为)(2200rdrEEE两导线间的电势差为aaddrrdrEdrUadaadaABln)11(200因为ｄ＞＞ａ，所以adUABln0（２）单位长度的电容adUCABln02.半径为R的孤立导体球，置于空气中，令无穷远处电势为零，求(1)导体球的电容；(2)球上带电量为Q时的静电能；(3)若空气的击穿场强为gE，导体球上能储存的最大电量值。解：（１）设孤立导体球上的电量为Ｑ，则球上的电势为RQU04。根据孤立导体电容的定义式，有RUQC04（２）带电导体球的静电能RQCQW02282（３）设导体球表面附近的场强等于空气的击穿场强gE时，导体球上的电量为maxQ。此电量即为导体球所能存储的最大电量。gERQ20max4gERQ20max4OaλＡＢ－λＰｒｄ－ａｒ免费学习资料及资源网木木家园（）大学生综合资料网-3-HBabco第九章电磁场理论（二）磁介质麦克斯韦方程组学号姓名专业、班级课程班序号一选择题[B]1.顺磁物质的磁导率：比真空的磁导率略小比真空的磁导率略大远小于真空的磁导率远大于真空的磁导率[C]2.磁介质有三种，用相对磁导率r表征它们各自的特性时，（A）顺磁质0r，抗磁质0r，铁磁质1r（B）顺磁质1r，抗磁质1r，铁磁质1r（C）顺磁质1r，抗磁质1r，铁磁质1r（D）顺磁质0r，抗磁质0r，铁磁质1r[B]3.如图，平板电容器（忽略边缘效应）充电时，沿环路L1，L2磁场强度H的环流中，必有：（A）211LLddlHlH（B）211LLddlHlH（C）211LLddlHlH（D）021LdlH[D]4.如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下述各式中哪一个是正确的？(A)IdL21lH(B)IdL2lH(C)IdL3lH(D)IdL4lH[D]5．关于稳恒磁场的磁场强度H的下列几种说法哪个是正确的？(A)H仅与传导电流有关(B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零(C)若闭合曲线上各点的H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零(D)以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H通量均相等二填空题1．图示为三种不同的磁介质的B～H关系曲线，其中虚线表示的是HB0的关系。试说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B～H关系曲线：a代表铁磁质的B～H关系曲线。b代表顺磁质的B～H关系曲线。c代表抗磁质的B～H关系曲线。2.一个单位长度上密绕有n匝线圈的长直螺线管，每匝线圈中通有强度为I的电流，管内充满相对磁导率为r的磁介质，则管内中部附近磁感强度B=nI，磁场强度H=__nI_。3.硬磁材料的特点是磁滞回线宽大，矫顽力大，剩磁大，适于制造永磁铁，磁记录材料。4.有两个长度相同，匝数相同，截面积不同的长直螺线管，通以相同大小的电流。现在将小螺线管完全放入大螺线管里(两者轴线重合)，且使两者产生的磁场方向一致，则小螺线管内的磁能密度是原来的____4______倍；若使两螺线管产生的磁场方向相反，则小螺线管中的磁能密度为_0___(忽略边缘效应)。5.反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为qdsSD①dtddmllE②0sdSB③L1L2⊙×L1L2L3L4免费学习资料及资源网木木家园（）大学生综合资料网-4-dtdIdDllH④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的，将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。(1)变化的磁场一定伴随有电场：________②_____________；(2)磁感应线是无头无尾的：___________③_____________；(3)电荷总伴随有电场：____________①_________。三计算题1.一同轴电缆由二导体组成，内层是半径为1R的圆柱，外层是内、外半径分别为2R、3R的圆筒，二导体的电流等值反向，且均匀分布在横截面上，圆柱和圆筒的磁导率为1，其间充满不导电的磁导率为2的均匀介质，如图所示。求下列各区域中磁感应强度的分布：(1)r＜1R(2)1R＜r＜2R(3)2R＜r＜3R(4)r＞3R解：根据磁场的对称性，在各区域内作同轴圆形回路，应用安培环路定理，可得此载流系统的磁场分布：(1)r＜1R21212BRrIrBldL2112RIrB(2)1R＜r＜2RIrBldL22BrIB22(3)2R＜r＜3R])()([2B22232221RRRrIIrBldLrRRrRIB)(2)(22232231(4)r＞3R)(2B0IIrBldLＢ＝０免费学习资料及资源网木木家园（）大学生综合资料网-5-第十章机械振动学号姓名专业、班级课程班序号一选择题[B]1.一物体作简谐振动，振动方程为)4/cos(tAx，在Tt41(T为周期)时刻，物体的加速度为(A)2221A2221A(C)2321A2321A[B]2.已知一质点沿y轴作简谐振动，其振动方程为)4/3cos(tAy。与其对应的振动曲线是:[B]3.一质点在x轴上作简谐振动，振幅A=4cm，周期T=2s,其平衡位置取作坐标原点。若t=0时刻质点第一次通过x=-2cm处，且向x轴负方向运动，则质点第二次通过x=-2cm处的时刻为：(A)1s(B)s32(C)s34(D)2s[C]4.一质点作简谐振动,其运动速度与时间的关系曲线如图所示。若质点的振动规律用余弦函数描述，则其初相应为：(A)6(B)65(C)65(D)6(E)32[C]5.如图所示，一质量为m的滑块，两边分别与劲度系数为k1和k2的轻弹簧联接，两弹簧的另外两端分别固定在墙上。滑块m可在光滑的水平面上滑动，O点为系统平衡位置。现将滑块m向左移动x0，自静止释放，并从释放时开始计时。取坐标如图所示，则其振动方程为：tmkkxx210cos(A)tkkmkkxx)(cos(B)21210tmkkxx210cos(C)tmkkxx210cos(D)tmkkxx210cos(E)[E]6.一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的：(A)167(B)169(C)1611(D)1613(E)1615[B]7.图中所画的是两个简谐振动的振动曲线，若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为：(A)21(B)(C)23(D)0二填空题1.一竖直悬挂的弹簧振子，自然平衡时弹簧的伸长量为0x，此振子自由振动的周期T=gx02。2.一水平弹簧简谐振子的振动曲线如图所示，振子处在位移零、速度为A、加速度为零和弹性力为零的状态，对应于曲线上的b,f点。振子处在位移的绝对值为A、速度为零、加速度为-2A和弹性力-kA的状态，对应于曲线的a,e点。两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为20.cm,与第一个简谐振动的相位差为1=π/6，若第一个简谐振动的振幅为103cm，则第二个简谐振动的振幅为____10___cm，第一、二个简谐振动的相位差21为2。试在下图中画出谐振子的动能，振动势能和机械能随时间t而变的三条曲线(设t=0时物体经过平衡位置)。tyA(D)AotyoA(A)AtyoAA(B)tyAA(C)otxo2/AA2x1xmx0xO1k2kst)s(m1vmvm21votx0AAabcdef免费学习资料及资源网木木家园（）大学生综合资料网-6-5.一简谐振动的表达式为)3cos(tAx，已知0t时的初位移为0.04m,初速度为0.09ms-1，则振幅A=0.05m，初相位=-36.9。6.两个弹簧振子的的周期都是0.4s,